高級氧化法在汙水處理中的應用
節能環保
作者：高欣 宮豔萍（等）
摘要：高級氧化法主要是利用物質的強氧化性將難降解的、毒性強的難以利用常規處理法去除的有機汙染物降解為CO2和H2O及其它無機物或一些小分子物質，文章主要綜述了臭氧氧化法、Fenton氧化法、濕式氧化法、光催化高級氧化法的應用與研究進展。
關鍵詞：高級氧化；有機汙染物；水處理
中圖分類號：TQ610 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）05-0092-02
隨著我國工業化、城鎮化的不斷發展，排入水體中的汙染物數量和種類越來越多，導致水體汙染越來越嚴重，尤其是難降解的有機汙染物。這些有機汙染物因為其化學性質穩定、毒性強不能利用常規的物理法、化學法和生物法降解。近幾十年來一些學者研究利用高級氧化法去除這些難降解的有機汙染物，並且高級氧化法在水處理中得到了一定的應用與推廣。
高級氧化法是由Glaze等人在1987年首次提出的，是指在一定的溫度和壓力下，由具有高反應活性的羥基自由基（·OH）將一般氧化劑難以氧化的、毒性強的有機汙染物氧化為CO2和H2O及其它無機物或是毒性比較低的、容易利用生物法降解的小分子物質。目前常用的高級氧化法包括，臭氧氧化法、Fenton氧化法、濕式氧化法、光催化氧化等。本文主要闡述了這些高級氧化在水處理中的應用與研究進展。
1 臭氧氧化法
臭氧氧化法是利用臭氧在水中溶解之後具有較高的氧化還原電位，但是一般情況下臭氧溶於水自發分解成的含氧自由基直接氧化速率低。而在堿性環境下OH-能夠加快臭氧的分解，產成·OH提高反應速率。根據反應機理臭氧氧化法分為兩種，直接氧化法（臭氧直接與有機汙染物反應）和間接氧化法（臭氧分解產生·OH，·OH與有機汙染物反應）。
穆永傑等研究了利用臭氧氧化法深度處理生活垃圾焚燒廠瀝濾液，實驗結果表明在一定的範圍內COD降解速率隨廢水pH的增加而提高。穆永傑等在實驗過程中確定出當臭氧投加量為52.92mg/min、pH=10.5的條件下反應70min後，UV254和COD去除率分別達到84.7%和59.3%，並且實驗研究證明經過臭氧深度處理後的瀝濾液生化處理的毒性明顯有所降低。李長江等研究了利用臭氧氧化法深度處理二沉池出水，李長江等在實驗過程中確定出臭氧最佳投加量為15g/m3，並且實驗結果表明臭氧氧化對COD、BOD5、色度的平均去除率分別為43.09%、61.64%、82.52%。陸洪宇等研究了臭氧催化氧化工藝深度處理印染廢水，實驗研究表明臭氧催化氧化反應15min時，COD濃度由84.22mg/L降低至50.00mg/L以下；氨氮濃度由10.88mg/L降低至5.01mg/L；色度去除率達到69%，實驗證明了臭氧催化氧化深度處理效果明顯高於單純臭氧氧化的反應效率。
2 Fenton氧化法
Fenton氧化法是利用在酸性條件下Fe2+催化氧化H2O2產生·OH，利用·OH降解汙染物，並且在反應過程中形成Fe3+，形成的Fe3+能夠混凝沉澱去除汙染物，所以Fenton試劑在水處理中具有氧化和混凝兩種作用效果。
李再興等研究了Fenton氧化法深度處理抗生素廢水二級出水，實驗過程中研究的是利用Fenton氧化對青黴素和土黴素混合廢水二級處理水進行深度處理，李再興等通過實驗確定出最佳反應條件為，pH值4、H2O2（30%）投加量50mL/L、Fe2+/H2O2摩爾比1/20，並且證明在最佳反應條件下的出水COD小於120mg/L，COD去除率在75%以上，急性毒性（HgCl2毒性當量）小於0.07mg/L。張英等研究了利用Fenton氧化法深度處理甲醛廢水，實驗研究表明利用Fenton氧化法COD去除率能夠達30%以上，並且證明了Fe2+與H2O2的投加比例、投加量及投加方式、反應溫度、pH、反應時間對處理效果有不同的影響程度。研究表明Fe2+與H2O20.5∶1、反應溫度30℃、初始pH為2.5、反應法處理2h左右為最佳處理條件。張士超等研究了Fenton試劑氧化法深度處理青黴素廢水，實驗研究表明在廢水初始pH為3，H2O2/Fe2+的摩爾比值為1：1，H2O2的投加量為300mg/L，反應時間為60min，此時COD的去除率高達59%左右。
3 濕式氧化法
濕式氧化法起源於上世紀50年代，她是指在高溫、高壓條件下，在液相環境中利用氧氣或空氣為催化劑，將水中的汙染物氧化成CO2和H2O或小分子物質。濕式氧化法按其處理過程中是否有催化劑的參與可分為空氣氧化和濕式空氣催化氧化法。